22-24光电成像器件-像管_摄像管.ppt

第五章 光电成像器件 第5章 光电成像器件 2）静电聚焦电子光学系统 双圆筒电极系统和双球面电极系统 其电场为轴对称的静电场，光电子在极间受到会聚和加速作用。 5.1.2变像管 5.1.3像增强器 1、级联式图像增强器 微光夜视仪的观察效果 第5章 光电成像器件 第5章 光电成像器件 5.2.2 电真空摄像管结构原理 氧化铅视像管靶结构和原理 靶结构 没有信号积累过程 帧周期为T，象素数N，则电子束在一个象素上停留的时间为T/N，这相当于0.062μs，其余时间（N-1）T/N内，光虽然照在光阴极上的，由于光电管没有接入电路而白白浪费掉了。 只有在扫描的瞬间才能从景物得到信号，没有信号积累过程，光能的利用率太低，所以灵敏度低，因而未能实际应用。 有信号积累过程 附加存贮器装置：存贮（N-1）T/N光电信号 电子束在一个象素上停留的时间为T/N，这相当于0.062μs，读出信号是（N-1）T/N内信号。 积累时间是帧周期，T时间约为40ms。 当扫到接通时，贮存的电量全部输送出去。 于是摄像管的效率就提高N倍。使摄像管实用化。 3.摄像管的任务 为了完成摄像任务，摄像管必须具有写入、存贮、阅读和抹除等过程。 这主要由三部分组成：光电变换部分、电荷存贮部分和信号阅读部分 摄像管的性能指标与评定 通过电视系统来传送各种图像，目的是得到准确无误的图像，是否能准确传送图象和摄像器件、电视通道、显示器件有关，起主要作用的是摄像器件。 人们希望摄像管能清晰地、无失真地、“干净”地摄取图像。摄像器件获得图像质量要比人们现场观察的景物差，摄像器件送来的图像不够清晰，有失真 描述摄像器件性能用：灵敏度、光电转换特性、分辨率、信噪比、惰性、光谱响应特性等来表示。 5.2.1 摄像管的灵敏度 定义：摄像管输出的信号电流与入射在光敏面上的光通量（或 照度）之比。 测量方法有两种： (1) 用已知照度的10lx标准光源照射在摄像管光敏面上，同时在信号输出端（即前置放大器输入端）测量信号电流的大小，如： 灵敏度 R=信号电流/光通量 5.2.2 摄像管的光电转换 5.2.3 摄像管的分辨率 分辨率表征了摄像管的分辨本领，是描述一切成像器件空间特性的重要指标。 1 .垂直分辨率 在整个画面上，沿垂直方向所能分辨的像素数或黑白相间的水平等宽矩形条纹数 比如说，系统能够清晰地分辨600条黑白相间的水平等宽条纹，则说它的垂直分解率为600行/帧高。 1) 扫描行数的影响 扫描行数是垂直分辨率的上限，如水平扫描行数为625行的电视系统，其垂直分辨力绝对不会超过625行/帧高。在实际中，由于被消隐的扫描行不传递图像，而只有有效行数才能分解图像，所以严格来说，有效扫描行数是垂直分辨率的上限。 在我国的电视标准中，标准扫描行数N0为625行/帧，有效扫描行数Ne，Ne=(1- β ) N0 β——消隐系数，一般有β=0.074~0.08，当β =0.08时，Ne=575行/帧高 就是说，一般消隐行数为50行/帧高。 2) 扫描位置的影响 工作时,氧化铅合成靶的SnO2层上 信号板上加固定正电压,U =30~40V。 没有光照时，PIN电容两边电压差为靶电压。当光线透过面板极SnO2层入射在PbO本征层上时，产生电子空穴对，它们在反向电场下被分离，分别到达靶的两边，靶面P层积累正电荷，靶面P层面电位升高Δu，形成了与光照强度成比例的电位分布。当电子束扫描时，P层面被电子束扫描时达到电子枪阴极电位，通过回路取出信号。 流过回路的电流 Ci—一个像素点的电容。 TR—阅读一个像素的时间。 通常视频信号是以电压的形式从负载电阻取出，而后送到前置放大器放大。 5.3.2 视像管结构 电子枪：由灯丝、阴极K、调制电极G、第一阳极（做加速 极）G1，第二阳极G2（做减速和聚焦）组成。电子枪的作用是产生和形成扫描电子束。 图像传感器原理介绍（CCD和CMOS介绍） Image Sensor的分类 Image Sensor的分类有两种： 1.CCD图像传感器 2.CMOS图像传感器 CCD图像传感器简介 CCD（Charge Coupled Device ，感光耦合组件简称） CCD通用外形 为摄像系统中可记录光线变化的半导体，通常市面所见外形如下图，通常以百万像素〈megapixel〉 为单位。 CCD发展史 1969年，由美国的贝尔研究室所开发出来的。同年，日本的SONY公司也开始研究CCD。 1973年1月，SONY中研所发